La ministre des Sciences et des Sports du gouvernement du Canada, l’honorable Kirsty Duncan, a dévoilé l’attribution de subventions totalisant plus de 78 millions de dollars à des titulaires de projets de recherche, dans le cadre des programmes de subventions de partenariat stratégique pour les réseaux et les projets du Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie du Canada (CRSNG). Notamment, un peu plus de 45 millions de dollars seront consacrés à 80 projets à travers le Canada où collaborent des unités de recherche d’universités, des entreprises privées et des organisations gouvernementales.

Trois projets de recherche réalisés par deux professeurs de Polytechnique Montréal obtiennent des subventions totalisant 2 134 121 dollars par l’entremise du Programme de subventions de partenariat stratégique pour les projets :

Vers des photodétecteurs de phosphore noir ajustables et modulables
Titulaire : Stéphane Kéna-Cohen, professeur adjoint au Département de génie physique de Polytechnique Montréal

Le projet de recherche du professeur Kéna-Cohen porte sur le développement de photodétecteurs infrarouges basés sur le phosphore noir, un allotrope stable du phosphore qui présente une structure lamellaire pouvant être exfoliée jusqu’à la monocouche, tout comme le graphène. Ce semi-conducteur bidimensionnel se distingue par ses mobilités électroniques élevées, une structure de bande anisotrope et une bande interdite directe qui absorbe efficacement la lumière. De plus, l'absorption du phosphore noir est ajustable de l’infrarouge moyen à l’infrarouge visible, via l’épaisseur de l’échantillon, et dynamiquement sous l'effet d'un champ électrique. Ces propriétés sont uniques parmi les semi-conducteurs 2D et massifs.

L’objectif du projet de recherche est le développement de photodétecteurs de phosphore noir à faible coût, avec une efficacité et des vitesses de fonctionnement améliorées dans la région infrarouge du spectre, en partenariat avec l’entreprise Excelitas. De tels photodétecteurs auront des applications potentielles en télécommunications, en spectroscopie, en télémétrie et en imagerie thermique.

Cellules solaires à multijonction à architecture monolithique optimale
Titulaire : Oussama Moutanabbir, professeur agrégé au Département de génie physique de Polytechnique Montréal

Ce projet de recherche dirigé par le professeur Oussama Moutanabbir vise à concevoir, développer et optimiser de nouvelles cellules solaires monolithiques à multijonction III-V qui seront dotées d’une cellule inférieure optimale de bande interdite d’un électron-volt (1 eV).

Le concept proposé dans le cadre du projet consiste en l’utilisation de jonctions composées de phosphure d'indium gallium, de phosphure d’arséniure de gallium, de silicium-germanium-étain et de germanium sur silicium. La capacité d’ajustement autour de 1 eV de la structure de bande de la cellule inférieure permettra une absorption optimale du spectre solaire.

Cette approche poussera l’efficacité des cellules photovoltaïques à multijonction vers la limite thermodynamique tout en les intégrant sur des plateformes robustes et peu coûteuses. La réussite de ce projet étendrait l’utilisation de la technologie III-V au-delà des applications spatiales et répondrait au besoin grandissant en énergie renouvelable.

Matériaux quantiques bidimensionnels du groupe V pour l'optoélectronique infrarouge moyen
Titulaire : Oussama Moutanabbir, professeur agrégé au Département de génie physique de Polytechnique Montréal

Ce projet de recherche sous la direction du professeur Moutanabbir concerne les matériaux bidimensionnels (2D), soit une classe émergente de matériaux quantiques qui sont obtenus au moyen de procédés de croissance contrôlés à l’échelle atomique. Les matériaux 2D de cette classe possèdent des propriétés physiques supérieures qui sont capables de révolutionner le développement des futures applications en nanoélectronique, en photonique, en information quantique et en énergie propre. Le projet porte sur le développement d’une nouvelle famille de matériaux monoélémentaires 2D du groupe V, soit des hétérostructures Van der Waals basées sur l’antimonène (ou antimoine 2D) et l’arsenène (ou arsenic 2D).

Les prédictions théoriques démontrent que ces nouveaux matériaux du groupe V sont très stables, alors qu’ils possèdent des propriétés de confinement quantique bidimensionnel similaires à celles du graphène, et que leur structure de bande peut être ajustée pour manipuler le spectre électromagnétique du bleu à l’infrarouge moyen. Ces caractéristiques permettront de contourner les limitations fondamentales des matériaux 2D actuels qui entravent leur intégration dans des applications technologiques, soit l’absence d’une structure de bande semi-conductrice, une instabilité et une dégradation sous les conditions ambiantes ainsi que l'absence de processus de synthèse de grande échelle.

« Je salue les titulaires qui ont obtenu une subvention aujourd’hui, car ils réalisent d’importants travaux qui contribuent à la compétitivité du Canada », a déclaré l’honorable Kirsty Duncan, ministre fédérale des Sciences et des Sports, lors d’un événement tenu à Oakville, en Ontario. « Vous recevez ce financement aujourd’hui parce que nous savons qu’un investissement en sciences et en recherche est un investissement dans les Canadiens. Les idées audacieuses qui émergeront de vos partenariats innovateurs auront une incidence importante sur notre économie, car elles permettront de créer de bons emplois et des occasions de formation uniques pour les scientifiques et les ingénieurs [au Canada]. »

Félicitations aux professeurs Kéna-Cohen et Moutanabbir!

De gauche à droite : Stéphane Kéna-Cohen, professeur adjoint au Département de génie physique de Polytechnique Montréal; Oussama Moutanabbir, professeur agrégé au Département de génie physique de Polytechnique Montréal.

En savoir plus

Fiche d’expertise du professeur Stéphane Kéna-Cohen
Fiche d’expertise du professeur Oussama Moutanabbir
Site du Département de génie physique de Polytechnique Montréal
Liste des titulaires d'une subvention de partenariat stratégique pour les projets du CRSNG à l'issue du concours de 2017